Estudo da microestrutura e dinâmica molecular do Poly(3-(2\'-ethylhexyl)thiophene)(P3EHT) via ressonância magnética nuclear

O estudo da microestrutura e dinâmica molecular de polímeros conjugados é de grande importância para o entendimento das propriedades físicas desta classe de materiais. No presente trabalho utilizou-se técnicas de ressonância magnética nuclear em baixo e alto campo para elucidar os processos de dinâmica molecular e cristalização do polímero Poly(3-(2’-ethylhexyl)thiophene) - P3EHT. O P3EHT é um polímero modelo para tal estudo, pois apresenta temperatura de fusão bem inferior a sua temperatura de degradação. Esta característica permite acompanhar os processos de cristalização in situ utilizando RMN. Além disso, sua similaridade ao já popular P3HT o torna um importante candidato a camada ativa em dispositivos eletrônicos orgânicos. O completo assinalamento do espectro de 13C para o P3EHT foi realizado utilizando as técnicas de defasamento dipolar e HETCOR. Os processos de dinâmica molecular, por sua vez, foram sondados utilizando DIPSHIFT. Observou-se um gradiente de mobilidade na cadeia lateral do polímero. Além disso, os baixos valores de parametros de ordem obtidos em comparação a experimentos similares realizados no P3HT na literatura indicam um aparente aumento no volume livre entre cadeias consecutivas na fase cristalina. Isso indica que a presença do grupo etil adicional no P3EHT causa um completo rearranjo das moléculas e dificulta seu empacotamento. Constatou-se ainda pouca variação das curvas de DIPSHIFT para os carbonos da cadeia lateral como função do método de excitação utilizado, o que aponta para um polímero que apresenta cadeia lateral móvel mesmo em sua fase cristalina. Os dados de dinâmica molecular foram corroborados por medidas de T1, T1ρ e TCH. Utilizando filtros dipolares em baixo campo observou-se três temperaturas de transição para o P3EHT: 250 K, 325 K e 350 K. A cristalização desse material é um processo lento. Verificou-se que o mesmo pode se estender por até até 24h a temperatura ambiente. Mudanças no espectro de 13C utilizando CPMAS em alto campo indicam um ordenamento dos anéis tiofeno (empacotamento π – π) como o principal processo de cristalização para o P3EHT.

Solução rasterizada para o problema de empacotamento de fita irregular utilizando a Montanha Voronoi.

O empacotamento irregular de fita é um grupo de problemas na área de corte e empacotamento, cuja aplicação é observada nas indústrias têxtil, moveleira e construção naval. O problema consiste em definir uma configuração de itens irregulares de modo que o comprimento do contêiner retangular que contém o leiaute seja minimizado. A solução deve ser válida, isto é, não deve haver sobreposição entre os itens, que não devem extrapolar as paredes do contêiner. Devido a aspectos práticos, são admitidas até quatro orientações para o item. O volume de material desperdiçado está diretamente relacionado à qualidade do leiaute obtido e, por este motivo, uma solução eficiente pressupõe uma vantagem econômica e resulta em um menor impacto ambiental. O objetivo deste trabalho consiste na geração automática de leiautes de modo a obter níveis de compactação e tempo de processamento compatíveis com outras soluções na literatura. A fim de atingir este objetivo, são realizadas duas propostas de solução. A primeira consiste no posicionamento sequencial dos itens de modo a maximizar a ocorrência de posições de encaixe, que estão relacionadas à restrição de movimento de um item no leiaute. Em linhas gerais, várias sequências de posicionamentos são exploradas com o objetivo de encontrar a solução mais compacta. Na segunda abordagem, que consiste na principal proposta deste trabalho, métodos rasterizados são aplicados para movimentar itens de acordo com uma grade de posicionamento, admitindo sobreposição. O método é baseado na estratégia de minimização de sobreposição, cujo objetivo é a eliminação da sobreposição em um contêiner fechado. Ambos os algoritmos foram testados utilizando o mesmo conjunto de problemas de referência da literatura. Foi verificado que a primeira estratégia não foi capaz de obter soluções satisfatórias, apesar de fornecer informações importantes sobre as propriedades das posições de encaixe. Por outro lado, a segunda abordagem obteve resultados competitivos. O desempenho do algoritmo também foi compatível com outras soluções, inclusive em casos nos quais o volume de dados era alto. Ademais, como trabalho futuro, o algoritmo pode ser estendido de modo a possibilitar a entrada de itens de geometria genérica, o que pode se tornar o grande diferencial da proposta.

Tratamento de água residuária parcialmente solúvel em reator anaeróbio em batelada seqüencial contendo biomassa imobilizada e agitação mecânica: análise da influência da intensidade de agitação e do tamanho de biopartícula

Neste trabalho de doutorado utilizou-se um reator anaeróbio em batelada seqüencial contendo biomassa imobilizada em matrizes cúbicas de espuma de poliuretano e agitação mecânica, com volume total de 5.5 L e volume útil de 4.5 L. A agitação do meio líquido foi realizada com quatro tipos de impelidores (turbina tipo hélice, lâminas planas, lâminas planas inclinadas e lâminas curvas, testados individualmente, sempre em número de 3), com 6 cm de diâmetro. A pesquisa foi realizada em quatro etapas experimentais. A etapa 1 objetivou determinar o tempo de mistura no reator para cada tipo de impelidor, ou seja, o tempo necessário para que o meio líquido ficasse totalmente homogêneo. A etapa 2 objetivou selecionar o tipo de impelidor e a respectiva intensidade de agitação que garantisse a minimização da resistência à transferência de massa externa no sistema. As intensidades de agitação testadas variaram de 200 a 1100 rpm, dependendo do tipo de impelidor. A etapa 3 foi realizada com tipo de impelidor e intensidade de agitação definidos na etapa 2, mas variando-se o tamanho da biopartícula (0,5, 1,0, 2,0 e 3,0 cm de aresta). O objetivo desta etapa foi selecionar o tamanho de biopartícula que minimizasse a resistência à transferência de massa interna. De posse das condições operacionais otimizadas (tipo de impelidor, intensidade de agitação e tamanho de partícula de suporte), a etapa 4 constituiu na aplicação das mesmas para o tratamento de um resíduo real, sendo escolhida água residuária de suinocultura. Na etapa 1, os resultados mostraram que os tempos de mistura para todos os tipos de impelidores foram desprezíveis em relação ao tempo total de ciclo. A etapa 2 revelou tempos de partida muito curtos (cerca de 20 dias), em todas as condições testadas, sendo atingidas remoções de DQO próximas de 70%. Além disso, o tipo de impelidor exerceu grande influência na qualidade final do efluente, fato este claramente constatado quando as frações de DQO foram consideradas separadamente (filtrada e suspensa). De acordo com os resultados obtidos na etapa 3, o tamanho da biopartícula teve influência decisiva no desempenho do sistema, nas condições testadas. As velocidades de dissolução foram aparentemente influenciadas pelo empacotamento do leito de espuma, enquanto que o consumo da fração de DQO correspondente às amostras filtradas foi provavelmente influenciado por fatores mais complexos. Finalmente, o teste realizado com resíduo diluído de suinocultura demonstrou que a operação do reator em estudo para o tratamento deste tipo de água residuária é possível. Os dados operacionais mostraram que o reator permaneceu estável durante o período testado. A agitação mecânica provou ser eficiente para melhorar a degradação da DQO suspensa, um dos maiores problemas no tratamento deste tipo de água residuária. Sendo assim, de acordo com os dados experimentais obtidos ao longo do trabalho, pode-se afirmar que a agitação em reatores em batelada mostrou-se importante não somente para proporcionar boas condições de mistura ou melhorar a transferência de massa na fase líquida, mas também para melhorar a solubilização da matéria orgânica particulada, melhorando as velocidades de consumo de matéria orgânica.

Hydrogen storage in CO2-activated amorphous nanofibers and their monoliths

Amorphous carbon nanofibers (CNFs), produced by the polymer blend technique, are activated by CO2 (ACNFs). Monoliths are synthesized from the precursor and from some ACNFs. Morphology and textural properties of these materials are studied. When compared with other activating agents (steam and alkaline hydroxides), CO2 activation renders suitable yields and, contrarily to most other precursors, turns out to be advantageous for developing and controlling their narrow microporosity (< 0.7 nm), VDR(CO2). The obtained ACNFs have a high compressibility and, consequently, a high packing density under mechanical pressure which can also be maintained upon monolith synthesis. H2 adsorption is measured at two different conditions (77 K / 0.11 MPa, and 298 K / 20 MPa) and compared with other activated carbons. Under both conditions, H2 uptake depends on the narrow microporosity of the prepared ACNFs. Interestingly, at room temperature these ACNFs perform better than other activated carbons, despite their lower porosity developments. At 298 K they reach a H2 adsorption capacity as high as 1.3 wt.%, and a remarkable value of 1 wt.% in its mechanically resistant monolith form.

Activation of polymer blend carbon nanofibres by alkaline hydroxides and their hydrogen storage performances

In the present work we study the hydroxide activation (NaOH and KOH) of phenol-formaldehyde resin derived CNFs prepared by a polymer blend technique to prepare highly porous activated carbon nanofibres (ACNFs). Morphology and textural characteristics of these ACNFs were studied and their hydrogen storage capacities at 77 K (at 0.1 MPa and at high pressures up to 4 MPa) were assessed, and compared, with reported capacities of other porous carbon materials. Phenol-formaldehyde resin derived carbon fibres were successfully activated with these two alkaline hydroxides rendering highly microporous ACNFs with reasonable good activation process yields up to 47 wt.% compared to 7 wt.% yields from steam activation for similar surface areas of 1500 m2/g or higher. These nano-sized activated carbons present interesting H2 storage capacities at 77 K which are comparable, or even higher, to other high quality microporous carbon materials. This observation is due, in part, to their nano-sized diameters allowing to enhance their packing densities to 0.71 g/cm3 and hence their resulting hydrogen storage capacities.

Evaluating Taphonomic Bias in a Storm-Disturbed Carbonate Platform: Effects of Compositional and Environmental Factors in Lower Jurassic Brachiopod Accumulations (Eastern Subbetic Basin, Spain)

In order to evaluate taxonomic and environmental control on the preservation pattern of brachiopod accumulations, sedimentologic and taphonomic data have been integrated with those inferred from the structure of brachiopod accumulations from the easternmost Lower Jurassic Subbetic deposits in Spain. Two brachiopod communities (Praesphaeroidothyris and Securina communities) were distinguished showing a mainly free-lying way of life in soft-bottom habitats. Three taphofacies are discriminated based on proportion of disarticulation, fragmentation, packing, and shell filling. Taphofacies 1 is represented by thinly fragmented, dispersed brachiopod shells in wackestone beds. Taphofacies 2 is spatially restricted to small lenses where shells are poorly fragmented, rarely disarticulated, usually void filled, and highly packed. Taphofacies 3 is represented by mud or cement filled, loosely packed, articulated brachiopods forming large pocket-like structures. Temporal and spatial averaging were minimally involved in taphofacies 2 and 3. It is interpreted that patchy preservation implies preservation of primary original patchiness of brachiopod communities on the seafloor. The origin of shell-rich taphofacies (2 and 3) is related to rapid burial due to episodic storm activity, while shell-poor taphofacies 1 records background conditions. The nature and comparative diversity of these taphofacies underscores the importance of rapid burial for shell beds preservation. Differences in preservation between taphofacies 2 and 3 are mainly related to environmental criteria, most importantly storm energy and water depth. In contrast, the taxonomic-specific pattern of the communities is a subordinate element of control, controlling only minor within-taphofacies differences in preservation.

Very high methane uptake on activated carbons prepared from mesophase pitch: A compromise between microporosity and bulk density

Two petroleum residues were pyrolyzed under two different conditions to obtain pitches with low or high mesophase content. The effect of the KOH: precursor ratio and the activation temperature on the packing density and porous texture of the carbons have been studied and optimized. Activated carbons combining high micropore volume (>1 cm3/g) and high packing density (0.7 g/cm3) have been successfully prepared. Regarding excess methane adsorption capacities, the best results (160 cm3 (STP)/cm3 at 25 °C and 3.5 MPa) were obtained using the pitch with the higher content of the more organized mesophase, activated at relatively low temperature (700 °C), with a medium KOH: precursor ratio (3:1). Some of the activated carbons exhibit enhanced adsorption capacity at high pressure, giving values as high as 175 cm3 (STP)/cm3 at 25 °C and 5 MPa and 200 cm3 (STP)/cm3 at 25 °C and 10 MPa (the same amount as in an empty cylinder but at half of the pressure), indicating a contribution of large micropores and narrow mesopores to adsorption at high pressure. The density of methane in pores between 1 and 2.5 nm at pressure up to 10 MPa was estimated to understand their contribution to the total adsorption capacity.

Activated Carbon Fibre Monoliths for Hydrogen Storage

Porous adsorbents are currently investigated for hydrogen storage application. From a practical point of view, in addition to high porosity developments, high material densities are required, in order to confine as much material as possible in a tank device. In this study, we use different measured sample densities (tap, packing, compacted and monolith) for analyzing the hydrogen adsorption behavior of activated carbon fibres (ACFs) and activated carbon nanofibres (ACNFs) which were prepared by KOH and CO2 activations, respectively. Hydrogen adsorption isotherms are measured for all of the adsorbents at room temperature and under high pressures (up to 20 MPa). The obtained results confirm that (i) gravimetric H2 adsorption is directly related to the porosity of the adsorbent, (ii) volumetric H2 adsorption depends on the adsorbent porosity and importantly also on the material density, (iii) the density of the adsorbent can be improved by packing the original adsorbents under mechanical pressure or synthesizing monoliths from them, (iv) both ways (packing under pressure or preparing monoliths) considerably improve the storage capacity of the starting adsorbents, and (v) the preparation of monoliths, in addition to avoid engineering constrains of packing under mechanical pressure, has the advantage of providing high mechanical resistance and easy handling of the adsorbent.

Effect of Cyclic Topology on Charge-Transfer Properties of Organic Molecular Semiconductors: The Case of Cycloparaphenylene Molecules

We have studied the role played by cyclic topology on charge-transfer properties of recently synthesized π -conjugated molecules, namely the set of [n]cycloparaphenylene compounds, with n the number of phenylene rings forming the curved nanoring. We estimate the charge-transfer rates for holes and electrons migration within the array of molecules in their crystalline state. The theoretical calculations suggest that increasing the size of the system would help to obtain higher hole and electron charge-transfer rates and that these materials might show an ambipolar behavior in real samples, independently of the different mode of packing followed by the [6]cycloparaphenylene and [12]cycloparaphenylene cases studied.

Cozinha a baixa temperatura:

A dissertação “Cozinha a Baixa Temperatura: Aplicação ao caso da Confeção de Carne de Novilho” inicia-se pelo enquadramento histórico e respetiva conceptualização. São enumerados e explicados os intervenientes e procedimentos na Cozinha a Baixa Temperatura-Cozinha em Vácuo. Enquanto estudo, a cozinha a baixa temperatura foi alvo de críticas positivas no que confere aos benefícios nutricionais, à maximização das potencialidades do produto (conservação, textura, sabor, entre outros…), ao incremento das vantagens organizacionais e económicas (gestão de cozinhas/restaurantes); alertando para o fato de que um incorreto embalamento comprometerá as vantagens da técnica em estudo, ou seja são enumerados ainda todos os requisitos necessários a uma correta e eficaz cozinha em vácuo. Os diferentes tipos de cozinha a vácuo são igualmente abordados (indireta e dupla cozedura), bem como a influência da relação existente entre o tempo e a temperatura e as consequentes modificações químicas e fisiológicas. No intuito de introduzir uma vertente prática e enquanto projeto pessoal e profissional foi desenvolvida uma máquina para cozinhar a baixa temperatura (roner). Neste âmbito foram enumerados os materiais utilizados e explicado o seu funcionamento. Porque conceber um roner implica testá-lo, foi então decidido utilizar carne de vitela (capitação 100gr) durante 1 hora com temperaturas entre os 54 ºC e os 70 ºC. Foram realizados testes de textura em todas as amostras de carne recorrendo ao texturómetro TA XT Plus e respetivo software para o tratamento dos resultados. Em suma, analisando os resultados obtidos, a relação tempo e temperatura origina modificações químicas e fisiológicas na carne, ou seja uma carne a 54 ºC aporta uma menor gelatinização do colagénio originando uma carne menos macia, de tom rosa avermelhado, onde se dá uma menor contração das fibras musculares e que consequentemente origina uma menor quantidade de sucos expelidos da carne; já o contrário acontece numa confeção a 60 ºC, em que se verifica um tom rosa uniforme onde acontece uma maior contração das fibras musculares originando uma maior quantidade de sucos expelidos pela carne. Os resultados dos ensaios instrumentais de textura mostraram que a carne confecionada a 60 ºC se apresentou menos firme e menos dura, e portanto mais macia.

Modello di simulazione del processo di gestione ordini e di outbound in linguaggio Arena

La tesi ha l'obiettivo di analizzare e tradurre in un modello di simulazione il processo di evasione di ordini dal sito di stoccaggio di un’azienda di e-commerce al fine di valutarne le possibili evoluzioni. In prima analisi sono stati evidenziati i principali motivi che spingono i clienti a preferire gli store online rispetto a quelli fisici e come alcuni dei vantaggi siano il frutto dell’efficienza della gestione dell’outbound. Si è passati, quindi, all’esame del caso di studio, alla scomposizione delle singole fasi di lavorazione degli ordini e alla loro traduzione in linguaggio Arena. Il modello ottenuto è stato valutato grazie alla comparazione dei risultati di statistiche automatiche e manuali, frutto della simulazione, con i dati reali. La fase finale ha riguardato, invece, la valutazione in termini di efficienza di una possibile evoluzione del sistema che consiste nell’introduzione di un robot addetto al packing: il modello è stato modificato e le statistiche del caso as-is sono state confrontate con quelle frutto della nuova simulazione. Con i dati utilizzati è stato dimostrato come un unico robot garantisca prestazioni superiori rispetto allo stato attuale e risulti più che sufficiente per la mole di lavoro di una giornata tipo. Nei periodi dell’anno caratterizzati da un aumento esponenziale degli acquisti, tuttavia, potrebbe essere necessario affiancare alla soluzione automatica quella manuale.

Properties of granular analogue model materials: A community wide survey

We report the material properties of 26 granular analogue materials used in 14 analogue modelling laboratories. We determined physical characteristics such as bulk density, grain size distribution, and grain shape, and performed ring shear tests to determine friction angles and cohesion, and uniaxial compression tests to evaluate the compaction behaviour. Mean grain size of the materials varied between c. 100 and 400 μm. Analysis of grain shape factors shows that the four different classes of granular materials (14 quartz sands, 5 dyed quartz sands, 4 heavy mineral sands and 3 size fractions of glass beads) can be broadly divided into two groups consisting of 12 angular and 14 rounded materials. Grain shape has an influence on friction angles, with most angular materials having higher internal friction angles (between c. 35° and 40°) than rounded materials, whereas well-rounded glass beads have the lowest internal friction angles (between c. 25° and 30°). We interpret this as an effect of intergranular sliding versus rolling. Most angular materials have also higher basal friction angles (tested for a specific foil) than more rounded materials, suggesting that angular grains scratch and wear the foil. Most materials have an internal cohesion in the order of 20–100 Pa except for well-rounded glass beads, which show a trend towards a quasi-cohesionless (C < 20 Pa) Coulomb-type material. The uniaxial confined compression tests reveal that rounded grains generally show less compaction than angular grains. We interpret this to be related to the initial packing density after sifting, which is higher for rounded grains than for angular grains. Ring-shear test data show that angular grains undergo a longer strain-hardening phase than more rounded materials. This might explain why analogue models consisting of angular grains accommodate deformation in a more distributed manner prior to strain localisation than models consisting of rounded grains.

Oxidation ditch treatment of meatpacking wastes /

Jan. 1979.

Market classes and grades of meat /

Mode of access: Internet.

Armour and Company, 1920.

Cover title.